二麥薏仁發酵飲料的工藝優化

和樹平，陳璐，金鵬，宋超

（1.天津納特生物有限公司，天津300354；2.天津商業大學 生物技術與食品科學學院，天津300134；3.天津科技大學化工與材料學院，天津300457；4.天津市工業微生物研究所有限公司，天津300462）

大麥營養成分豐富、全面，含有高纖維、高維生素、低脂肪、低糖、多種微量元素以及β-葡聚糖、α-生育三烯醇、黃酮、γ-氨基丁酸（γ-aminobutyric acid，GABA）、抗性淀粉等多種功能成分[1]。燕麥起源于我國，目前，燕麥是全球禾谷類農作物的八大糧食之一，主要種植于北半球的溫帶地區[2]。燕麥中含有豐富的蛋白質、不飽和脂肪酸、維生素、礦物質、β-葡聚糖，有益于身體健康[3]。薏仁米是一種藥食同源的谷物，屬禾本科植物，學名薏苡仁、苡仁米，俗稱“藥王米”、“回回米”、“六谷米”[4-6]。我國眾多醫藥典籍對薏仁米的食療均有記載，早在我國第一部中草藥書《神農本草經》上，薏仁米就被列為上品，自古以來就是中國食藥皆佳的“糧藥”之一[7]。谷物飲料是以谷物為主要原料，通過酶解和發酵技術研制而成的飲料[8]。人們對膳食合理性的要求隨著生活水平的提高而不斷提高，谷物飲料研發成為現代生活大趨勢[9]，其研發成為飲料發展新的機遇。益生菌發酵可以提高飲料的營養價值，賦予其特殊的風味，因此在飲料領域有很大的開發潛力[10-11]。將益生菌用于谷物飲料的發酵中，制作成的益生菌發酵谷物飲料，既保存了谷物原有的營養價值，又具有益生菌發酵制品的有益作用，風味良好，口感獨特，對人體有營養保健作用[12-13]。本研究以大麥、燕麥、薏仁為原料制作谷物飲料，將益生菌應用于飲料的制備中，研制一種新型的谷物發酵飲料，以期為谷物深加工和綜合利用提供新的途徑。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

大麥、燕麥、薏仁、蜂蜜、碳酸氫鈉、檸檬酸、羧甲基纖維素鈉、黃原膠（食品級）：市售；嗜熱乳桿菌、干酪乳桿菌、雙歧桿菌：中國食品發酵工業研究院實驗室保存；糖化酶（10萬U/g）：哈爾濱歐瑞德試劑公司。

1.2 儀器與設備

C22-L2D電磁爐、JYL-C022E料理機：九陽股份有限公司；DK-S26型電熱恒溫水浴鍋：上海精宏實驗設備有限公司；BP211D型電子天平：德國Sartorius公司；GYB60-6高壓均質機：上海東華高壓均質機廠；3840-E12手持式折光儀：成都豪創光電儀器有限公司；DH411C精密恒溫箱：日本雅馬拓公司；LD2X-75KBS型立式壓力蒸汽滅菌鍋：上海申安醫療器械廠；ST2100 pH計：奧豪斯儀器（常州）有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 發酵型谷物飲料工藝流程

原料→制漿→均質→糖化→接種發酵→調配→均質→灌裝→滅菌

1.3.2 操作要點

1.3.2.1 制漿

取新鮮、無病蟲害的谷物原料等比例一同放入燒杯中，加入超過原料高度三分之一的水，常溫（25℃）下浸泡一段時間，將泡好原料取出，加入一定比例水，放入料理機中打漿，將打好液體放入鍋中煮沸，撇去浮沫，即得漿液，備用[14]。

1.3.2.2 均質

將所得漿液進行均質，壓力為0.08 MPa～0.09 MPa，均質1次～2次。

1.3.2.3 糖化

利用糖化酶進行糖化，糖化酶的添加量為1%，55℃下酶解6 h。

1.3.2.4 接種發酵

將糖化好的復合漿料冷卻至25℃，用碳酸氫鈉溶液調pH值至6.8，加入嗜熱乳桿菌、干酪乳桿菌、雙歧桿菌發酵菌種，用3株菌種等比例在37℃分別依照不同的接種量、時間進行發酵試驗。

1.3.2.5 調配

將發酵好的漿料分別加入不同劑量的蜂蜜、檸檬酸、復合穩定劑（羧甲基纖維素鈉＋黃原膠），調整口感和風味，確定最佳糖酸比，選擇最佳的產品配方。

1.3.2.6 均質罐裝

將調配好的漿液進行均質，壓力為0.08 MPa～0.09 MPa，均質1次～2次，之后趁熱罐裝。

1.3.2.7 殺菌

產品封口后在100℃下殺菌15 min，迅速冷卻，即得產品。

1.3.3 單因素試驗

1.3.3.1 料水比對感官評分的影響

浸泡后的谷物原料按料水比1 ∶6、1 ∶7、1 ∶8、1 ∶9、1∶10（g/mL）加水制漿，均質糖化后，按接種量4.5%進行發酵，在37℃下發酵14 h后，對最終產品進行感官評定。

1.3.3.2 接種量對感官評分的影響

浸泡后的谷物原料按料水比1∶8（g/mL）加水制漿，均質糖化后，按接種量3.0%、3.5%、4.0%、4.5%、5.0%進行發酵，在37℃下發酵14 h后，對最終產品進行感官評定。

1.3.3.3 發酵時間對感官評分的影響

浸泡后的谷物原料按料水比1∶8（g/mL）加水制漿，均質糖化后，按接種量4.5%進行發酵，在37℃下發酵12、13、14、15、16 h 后，對最終產品進行感官評定。

該詞意為諷刺那些什么都還不懂就裝社會的人。這句從快手流傳出的金句2018迅速洗腦了所有人。“紋身”向來是叛逆、社會人的標志，而萌版佩奇紋身，恰巧起到了一個反差萌的搞笑效果。

1.3.4 正交試驗

根據單因素試驗結果，選取料水比、接種量、發酵時間3個因素，以感官評分為指標，采用L9（33）正交試驗對工藝條件進行優化。因素水平見表1。

表1 正交試驗因素水平表Table 1 Factors and levels of orthogonal experiment

1.3.5 感官評價

選取12名有經驗的感官評價人員對飲料的色澤、組織狀態、氣味、口感、滋味進行感官評分。具體評分細則見表2[15]。

表2 產品感官評分標準Table 2 The standard of sensory score for grain fermented beverages

續表2 產品感官評分標準Continue table 2 The standard of sensory score for grain fermented beverages

1.3.6 指標測定

常規檢測所得谷物飲料的可溶性固形物、pH值等理化指標和菌落總數等微生物指標。

1.3.7 數據處理

2 結果與分析

2.1 單因素試驗結果

2.1.1 料水比對二麥薏仁發酵飲料感官評分的影響

料水比對二麥薏仁發酵飲料感官評分的影響見圖1。

圖1 料水比對感官評分的影響Fig.1 Effect of material-water ratio on sensory score

由圖1可以看出，隨著加水量的增加，感官評分呈現先升高后降低的趨勢，在料水比1∶8（g/mL）時，所得谷物飲料產品色澤口感均較好。谷物制漿后會較黏稠，但在糖化發酵后，黏稠度會降低[16]，所以適當降低料水比，對后期的發酵過程也更為有利，因此，選擇料水比 1 ∶7、1 ∶8、1∶9（g/mL）進行后續正交試驗。

2.1.2 接種量對二麥薏仁發酵飲料感官評分的影響

接種量對二麥薏仁發酵飲料感官評分的影響見圖2。

圖2 接種量對感官評分的影響Fig.2 Effect of inoculation volume on sensory score

由圖2可知，隨著接種量的增加，感官評分先升高后下降，當接種量為4.5%時，二麥薏仁發酵飲料感官評分最高。繼續加大接種量，飲料外觀及口感均變差，因此選擇4.0%、4.5%、5.0%接種量進行后續正交試驗。

2.1.3 發酵時間對二麥薏仁發酵飲料感官評分的影響

發酵時間對二麥薏仁發酵飲料感官評分的影響見圖3。

由圖3可知，發酵14 h時，所得谷物飲料感官評分較高，飲料口感色澤較好，隨著發酵試驗進一步延長，飲料分層現象明顯，感官評分下降，因此選擇13、14、15 h進行后續正交試驗。

2.2 正交試驗結果

二麥薏仁發酵飲料工藝優化正交試驗結果見表3。

由表3可以看出，影響谷物飲料感官評分的因素大小順序為A＞C＞B，即料水比＞發酵時間＞接種量，最佳發酵條件為 A2B1C3，即料水比 1 ∶8（g/mL），接種量為4%，發酵時間15 h。將最佳組合A2B1C3與正交試驗最高感官評分組合第7組進行比較，做驗證試驗，所得結果見表4。

圖3 發酵時間對感官評分的影響Fig.3 Effect of fermentation time on sensory score

表3 二麥薏仁發酵飲料工藝優化正交試驗結果Table 3 Orthogonal test results of optimizing the processing technology of fermented barley，oat and coix seed beverage

表4 驗證試驗結果Table 4 Verification test results

由表4可知，經驗證試驗得出A2B1C3感官評分平均值高于A2B1C2，因此確定A2B1C3為最佳試驗組合，即料水比 1 ∶8（g/mL），接種量為 4.0%，發酵時間 15 h，在此條件下感官評分為97分。

2.3 指標測定結果

所得谷物飲料色澤呈鮮明淡黃色，組織均勻，無分層現象，可溶性固形物≥6.0%，pH值為4.0，菌落總數≤100 cfu/mL，大腸菌群≤3 MPN/100 mL，致病菌未檢出。

3 結論

以大麥、燕麥、薏仁為原料，嗜熱乳桿菌、干酪乳桿菌和雙歧桿菌為發酵劑，通過單因素試驗和正交試驗，以感官評分為指標，確定了最佳的發酵工藝條件為料水比 1 ∶8（g/mL），接種量 4%，發酵時間 15 h，感官評分97分，制得的發酵谷物飲料色澤淡黃，組織均勻，各項理化指標均符合規定。